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Gießvorrichtung für Metall Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Gießen von Metallen und Metallegierungen, insbesondere sollen Blöcke von größerer
Homogenität und einwandfreierer Beschaffenheit geliefert werden, als, es bisher
möglich war.
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Die Einrichtung nach der Erfindung gehört zur Klasse derjenigen, bei
welchen der Guß langsam mit Verzögerung geschieht. Wenn die Abkiihlung langsam vonstatten
geht und die Masse geschmolzenen Metalls erheblich ist, dann besteht die Gefahr,
daß der Block in seinem oberen und unteren Teil ganz verschiedene Zusammensetzungen
aufweist, die von der mittleren Zusammensetzung der Legierung vollständig abweichen.
Dadurch sind dann auch die charakteristischen Eigenschaften vollkommen geändert.
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Um diese Schwierigkeiten zu beheben, welche insbesondere beim Gießen
von solchen Metallen und Legierungen auftreten, welche beim Guß ein erhebliches
Schwinden zeigen, oder bei welchen eine besonders ausgeprägte Wanderung der Legierungskörper
während der Erstarrungszeit eintritt, wie dies etwa bei Aluminiumlegierungen der
Fall ist, arbeitet man schon seit langem mit verzögertem Guß. Dieses Verfahren -besteht
in der Hauptsache darin, d-aß das Metall so langsam gegossen wird, daß es in aufeinanderfolgenden
Schichten, erstarrt, sobald es in der Form seine Gleichge«Tichtslage eingenommen
hat. Auf diese Weise bleibt das Metall gerade so lange Zeit flüssig, bis es seine
endgültige Lage im Block eingenommen und die bei der Erstarrung der darunter befindlichen
Schicht auftretende Schwindung ergänzt hat.
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Wesentlich ist, daß während des Gießens Metall in möglichst konstanter,
jedoch geringer Menge dauernd zufließt, wobei darauf zu achten ist, da,ß Wärmezufuhr
und Wärmeabgabe im richtigen Verhältnis zueinander stehen. Zu diesem Zweck kennt
man schon Gießvorrichtungen, bei welchen Schmelzherd und Form gegenseitig unverrückbar
in einem Gestell gelagert sind. Beide stoßen längs einer waagerechten Üherlaufkante
unmittelbar aneinander, sind kippbar und so gestaltet, daß die von zwei durch die
Überlaufkante gelegten beliebigen Ebenen bestimmten Raumteile von Schmelzherd und
Form stets einander nahezu gleich sind, damit das beim Kippen der- Vorrichtung aus
dem Herd in die Form laufende Metall ständig in gleicher Menge bei gleichbleibender
Kippgeschwindigkeit übertritt, um jeweils immer wieder den gleichen Raum der Größe
nach in der Form auszufüllen.
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Sind die vorstehenden Bedingungen erfüllt, dann genügt erfindungsgemäß
die Verwendung eines Geschwindigkeitsreglers für die Kippbewegtuzg von Ofen und
Form, um z. B.
eine Reihe von aufeinanderfolgenden Güssen unter
den gleichen Bedingungen in beliebiger Zahl vorzunehmen. Zweckmäßig liegt der Drehpunkt
des drehbaren Aggregates in dem Gestell soweit vom Schwerpunkt des Aggregates entfernt,
daß die Kippgeschwindigkeit durch den Geschwindigkeitsregler auf einen Höchstwert
begrenzt ist. Als Regler kann ein Fliehkraftregler dienen.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht von Herd und Form mit Traggerüst,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des absatzweisen Eingusses, Fig. 3 den Kippantrieb
mit Geschwindigkeitsregler, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Reglerbremse.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, enthält die Vorrichtung ein Gefäß
oder einen Herd i mit einem Fassungsvermögen, das ausreicht, um die gesamte zum
Gießen eines rohen Blocks erforderliche Metallmenge aufzunehmen. Dieser Herd i steht
mit der Form 2 über eine Mündung 3 in Verbindung, die entweder eine oben offene
oder eine kalibrierte Offnung sein kann. Der Herd kann mit einem Wärmeschutz versehen
sein, um soweit wie möglich Wärmeverluste während des Gießens zu vermeiden. Unter
Umständen kann er auch noch mit einer z. B. elektrischen Heizung versehen sein,
um die Abkühlung des Metalls zu bekämpfen oder gar vollständig zu vermeiden.
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Die Vorrichtung weist ferner ein Gerüst oder eine Stütze 4 auf, welche
Herd und Form in einer gegenseitig unveränderlichen Lage mechanisch starr festhält
und außerdem noch das aus Herd und Form bestehende Aggregat als Ganzes um einen
Punkt, der festliegt, verschwenkbar macht, um das Metall aus dem Herd in die Form
laufen zu lassen. Von dem Augenblick an, in dem Herd und Form gemeinsam kippen,
sollen die Volutnenelementer und in (Fig. 2), die im Herd i bzw. in der Form :2
durch zwei Ebenen p1 und p° abgeschnitten werden, welche sich in der durch die Ausgußstelle
o gehenden Waagerechten schneiden, unabhängig von der Lage der beiden Ebenen einander
gleich oder nahezu gleich sein.
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Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, so hat das Metall stets die Neigung,
sich im gleichen Niveau im Herd und in der Form zu stabilisieren wie in kommunizierenden
Gefäßen, und der Guß wird daher ohne Bildung von Blasen stattfinden.
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Ein Deckel 5, der ebenfalls wärmeundurchlässig ist, schließt den Herd
i ab.
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Die Stütze 4 kann etwa aus Profileisen bestehen, welche vollkommen
starr und unabhängig miteinander vereinigt sind. Die Stütze ist an beiden Seiten
verstrebt und trägt dort Rasten 6 und 7 zur Aufnahme von Zapfen 8 und 9, die am
Herd i befestigt sind. Auf jeder Seite der Stütze befindet sich außerdem noch ein
Haken io, der über einen auf der Form 2 befestigten Drehzapfen; 12 greift, sowie
einen Finger 13, auf dem ein ebenfalls mit der Form :2 starr verbundener Vorsprung
14 ruht. Die Form wird erst dann: mit der Stütze 4 verbunden, wenn der Herd schon
auf diese aufgesetzt ist, derart, daß der Herd von der Form verriegelt ist.
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Der freie Raum i zwischen Stütze und Form ermöglicht die bequeme Unterbringung
von Befestigungsflanschen der Form.
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Die Achsei der Drehzapfen 12, von denen sich je eine auf jeder Seite
der Form befindet, sind so weit vom Schwerpunkt des Aggregats entfernt, daß die
Schwerkraft als Antriebskraft zum Kippen des Aggregats ausgenutzt werden kann. Die
Form oder Kokille hat im allgemeinen schon im leeren Zustand ein viel größeres Gewicht
als der gefüllte Herd, so daß das Aggregat zum Gießen ohne Aufwand von Energie gekippt
werden kann.
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Das Kippen erfolgt um die Drehzapfen 12 als Mittelpunkt, welche in
waagerechten Wiegen 15 ruhen, die ihrerseits auf einer Eisenkonstruktion 16 befestigt
sind.
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Ferner ist noch ein Teil der beweglichen Stütze 4 mit einem um mindestens
9o° sich erstreckenden Sektor 17 versehen, der eine Hohlkehle hat und um einen Drehzapfen
12 zentriert ist. Am einen Ende _ des Sektors greift ein Drahtseil 18 an, das an
seinem anderen Ende auf einer Trommel mit endloser Schraube i9 gewickelt ist. Diese
Trommel ist mittelbar oder unmittelbar auf der Eisenkonstruktion 16 befestigt (Fig.
3).
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Die Schraube ohne Ende steht in Eingriff mit einem Rädchen 2o, das
eine Handkurbel 2i in Drehung versetzt.
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Um zu verhüten, daß das Kippen vorzeitig stattfindet, ist an einer
geeigneten Stelle ein Ring oder ein Keil vorgesehen.
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Der bei dem Ausführungsbeispiel verwendete Geschwindigkeitsregler,
der mit einer Fliehkraftbremse ausgerüstet ist, ist aus den FiG. 3 und 4 ersichtlich.
Die von einer Scheibe 23 getragenen Massen 22 kommen bei einer bestimmten Geschwindigkeit
in Reibungsschluß mit der Innenseite einer festen Trommel 26, so daß diese
Geschwindigkeit nicht überschritten werden kann. Zwischen der Schraube 2o und der
Scheibe 23 ist ein Zwischengetriebe vorgesehen, das die Geschwindigkeit von der
Schraube auf die Scheibe ins Schnelle übersetzt und an erster Stelle ein Stirnrad
--4 enthält, welches durch
eine Kupplung 25 ausgerückt werden kann,
um das Aggregat ohne Beeinflussung des Reglers bewegen zu können.
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Selbstverständlich kann auch ein Regler anderer Bauart, z. B. ein
Uhrwerksregler, verwendet werden.
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Sobald der Herd i gefüllt ist, bewirkt das Eigengewicht der Form 2
nach Lösung der Sperrung des Aggregates ein Kippen der beiden Behälter i und 2,
das sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit vollzieht, weil sich das Drahtseil
18 ebenfalls mit gleichbleibender Geschwindigkeit abwickelt und sein Sektor auf
dem Drehzapfen 12 zentriert ist. Infolgedessen geht der Guß selbsttätig und regelmäßig
vor sich.
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Die Erfindung macht es auch möglich, einen Block mit derjenigen Geschwindigkeit
zu gießen, die erfahrungsgemäß die günstigste ist, und eine unbegrenzte Zahl unter
sich gleicher Güsse vorzunehmen.